7SJ600電力保護裝置誤動作原因分析

付德報，王省偉

（河南神火鋁業公司永城鋁廠，河南 永城 476600）

一、故障經過

2009年10月26日上午11：30左右，某廠動力車間主控室監控機突然出現多個信號顯示鑄造1#、2#、3#變壓器及1#箱變、2#箱變發生重瓦斯故障跳閘及變壓器溫度故障跳閘。另外直流屏報絕緣降低信號，瞬間恢復。值班人員立即到高壓室查看，確認以上變壓器開關確已跳閘，因5臺變壓器同時發出相同的故障信號，技術人員排除一次設備故障，決定對5臺變壓器進行送電。5臺變壓器于11：38均一次送電成功。

二、原因分析

變壓器恢復正常運行后，廠機電管理部門召集相關人員召開了故障分析會。事發當天，運行人員未進行操作，檢修及試驗人員未進行檢修或試驗，直流系統有絕緣降低信號。檢查高壓柜內接線未發現異常，端子無短路現象。

由于5臺7SJ600電力保護裝置同時發出“溫度高”、“重瓦斯跳閘信號”，5臺變壓器又均一次送電成功，說明一次設備沒有問題，5臺保護裝置保護出口同時動作，說明5臺保護裝置的跳閘繼電器同時得到高電壓，而系統除了直流系統有絕緣降低報警外沒有其他信號，說明此次跳閘極可能與直流系統有關。于是檢查保護裝置跳閘回路，發現以下問題： （1） 7SJ600保護裝置跳閘為固態繼電器，二進制輸入控制電壓為DC17V或DC74V可調，而默認值為DC17V。控制電壓可以通過端接引腳進行選擇。 (2)保護繼電器跳閘回路多，其中有溫度高、重瓦斯、壓力釋放等，啟動繼電器跳閘回路電纜很長，因此啟動繼電器跳閘回路對地的分布有較大電容。另外，由于保護裝置抗干擾電容的存在，也加大了回路的電容。保護裝置跳閘原理見圖1。圖中，S1——變壓器溫度高跳閘繼電器，S2——變壓器重瓦斯高跳閘繼電器，S3——變壓器手動跳閘繼電器，S4——變壓器備用跳閘繼電器，R——電阻，K——保護裝置跳閘繼電器，C——啟動出口繼電器對地電容。

圖1

變電站正常運行時，大地存在直流電位，該直流電位近似等于1/2的直流電源電壓。正常運行時，如直流電源電壓為220V，其地電位約110V。正常運行時電容器C兩側的電壓為1/2的額定直流電源電壓。其中地側為正極，而接R側為負極。當直流電源的一端（如正極） 瞬間接地，地電位發生變化，由110V升到220V。由于電容上的電壓不能突變，電容C接R側的電位突然由0V升到100V，此時由于直流電源負極為0V，則加在R及保護裝置跳閘繼電器回路上的電位為110V。跳閘繼電器回路中動作電壓很低只有17V，則跳閘繼電器便動作。

由于5臺變壓器的直流為一個系統，保護裝置跳閘繼電器的電壓均是出廠設置的17V。因此，直流系統絕緣降低，某點瞬間接地，形成上述情況，保護裝置跳閘繼電器動作，發相應信號，斷路器跳閘。

故此次5臺7SJ600電力保護裝置為“誤動”，造成變壓器跳閘的直接原因是直流系統絕緣降低，導致保護裝置跳閘繼電器得電，跳閘繼電器動作。從分析上看，造成變壓器跳閘的根本原因則是7SJ600電力保護裝置跳閘繼電器的額定電壓設置不合理。

三、相應措施

1．加強直流控制及儲能回路的監測和檢查，定期進行絕緣試驗，減少和杜絕直流絕緣降低、單點或多點接地情況的發生。

2．合理設置保護裝置跳閘繼電器的電壓值，使動作電壓為60%～70%的額定直流電源電壓。

3．適當增大保護裝置跳閘繼電器的額定功率，對直流220V電源的繼電器的額定功率應大于3W。

4．應盡量減少跳閘回路的對地電容，盡量使用抗干擾能力強而沒有設置抗干擾電容的保護裝置。

5．嚴防直流系統串入交流。應加強直流系統和交流系統的隔離，禁止交流回路和直流回路使用同一根電纜。電氣試驗人員應在試驗、工作中注意，不要造成交直流回路誤碰。

本次7SJ600電力保護裝置誤動作，說明應根據被保護設備的特性和變電站系統特性選擇合適的保護裝置。自采用以上措施后，再未發生過類似事件。

[1]李玉海，陳雪峰，李鵬.繼電保護的理論實踐及運行案例 [M].中國水利水電出版社，2009.